EP3523997B1 - Rattachement de réseau central par l'intermédiaire de réseaux d'accès non 3gpp autonomes - Google Patents

Rattachement de réseau central par l'intermédiaire de réseaux d'accès non 3gpp autonomes Download PDF

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EP3523997B1 EP16778785.2A EP16778785A EP3523997B1 EP 3523997 B1 EP3523997 B1 EP 3523997B1 EP 16778785 A EP16778785 A EP 16778785A EP 3523997 B1 EP3523997 B1 EP 3523997B1
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Definitions

  • LTE Long Term Evolution
  • EPC Evolved Packet Core
  • S1 the S1 interface is used only between an Evolved Universal Terrestrial Radio Access (“E-UTRAN”) and EPC.
  • E-UTRAN Evolved Universal Terrestrial Radio Access
  • WLAN wireless local area network
  • a WLAN access network is integrated into the E-UTRAN in a way that requires neither new network elements in EPC nor new AN-EPC interfaces, for example using LTE-WLAN Aggregation ("LWA").
  • LWA LTE-WLAN Aggregation
  • the WLAN access must always be within the LTE coverage (otherwise Dual Connectivity is not feasible) and, more importantly, the WLAN access needs to be a 'special' WLAN that supports an interface with the eNB and several other enhancements.
  • Such WLAN access is not a "standalone" WLAN.
  • To support however interworking with standalone WLAN accesses (which account for the majority of deployment scenarios) additional, WLAN-specific network elements and interfaces are required, thus increasing the complexity of the system.
  • the document 3GPP TR 23.799 V1.0.2 (2016-09) release 14 contains a chapter, 6.8.2. on an architecture for decoupling and independent evolution of the core network (CN) and the access network (AN).
  • CN core network
  • AN access network
  • topics investigated are EAP (802.1x extensible authentication protocol) over EAPoL (EAP over LANs) for device authentication.
  • an apparatus for attaching a remote unit to a mobile core network via a non3GPP access network includes a processor that initiates a first authentication procedure with a remote unit over a non-3GPP access network and sends an attach request to a mobile core network on behalf of the remote unit.
  • the processor receives an attachment authentication request from the mobile core network and transforms the attachment authentication request into authentication request of the first authentication procedure.
  • the processor further uses an authentication response of the first authentication procedure to complete attachment to the mobile core network.
  • the apparatus also includes first and second network interfaces that communicate with the remote unit over the non-3GPP access network and with the mobile core network, respectively.
  • the processor initiates the first authentication procedure by requesting a subscriber identity of the remote unit.
  • the processor receives a subscriber identity response comprising the subscriber identity and slice selection information, wherein the processor sends the attach request to a particular network slice in the mobile core network based on the slice selection information, the mobile core network comprising at least two network slices.
  • the subscriber identity response contains a decorated identity, the decorated identity combining the subscriber identity and the slice selection information into a single value.
  • the attach request includes the subscriber identity and indicates an attachment over the non-3GPP access network. The attach request may also include an identity of the non-3GPP access network.
  • the non-3GPP access network is a trusted WLAN containing at least one WLAN access point and the apparatus.
  • the apparatus is an interworking entity.
  • the attachment authentication request includes transient security keys for protecting messages of the first authentication communicated between the remote unit and the apparatus.
  • the processor further receives an attach accept message from the mobile core network in response to the attachment authentication response and security keys for protecting the user traffic over the non-3GPP access network.
  • the processor further sends a EAP-AKA' notification to the remote unit, the EAP-AKA' notification including a network address of the apparatus.
  • the processor further generates a remote unit context in response to completing attachment to the mobile core network, the remote unit context including a network address of the remote unit, a subscriber identity of the remote unit, and one or more Improved Extensible Authentication Protocol for 3rd Generation Authentication and Key Agreement ("EAP-AKA'") identities of the remote unit.
  • the apparatus is an interworking entity enabling the non-3GPP access network to interface with the mobile core network.
  • embodiments may be embodied as a system, apparatus, method, or program product. Accordingly, embodiments may take the form of an entirely hardware embodiment, an entirely software embodiment (including firmware, resident software, micro-code, etc.) or an embodiment combining software and hardware aspects.
  • the disclosed embodiments may be implemented as a hardware circuit comprising custom very-large-scale integration ("VLSI") circuits or gate arrays, off-the-shelf semiconductors such as logic chips, transistors, or other discrete components.
  • VLSI very-large-scale integration
  • the disclosed embodiments may also be implemented in programmable hardware devices such as field programmable gate arrays, programmable array logic, programmable logic devices, or the like.
  • the disclosed embodiments may include one or more physical or logical blocks of executable code which may, for instance, be organized as an object, procedure, or function.
  • the N3IWF 225 may be deployed within the trusted non-3GPP access network 210. In other embodiments, the N3IWF 225 may be deployed within the mobile core network 130. Still further, in some embodiments the network architecture 200 may include multiple instances of the N3IWF 225.
  • the trusted non-3GPP access network 210 may include one instance of the N3IWF 225 while the mobile core network 130 may include a second instance of the N3IWF 225.
  • the attach proxy 615 in the N3IWF 225 creates an initial UE message containing an attach request message on behalf of the UE 205. Note here that this is a separate attach request message than that generated by the NAS layer 613 at 1110. However, it includes the same subscriber identity as the subscriber identity in the attach request at 1110.
  • the attach proxy 615 creates the new attach request message on behalf of the UE 205 in response to the EAP-AKA' identity response message.
  • the attach request message is used to authenticate the UE 205 and authorize the establishment of the IPsec tunnel to N3IWF 225.
  • the N3IWF 225 sends an EAP-AKA' authentication message (here an EAP-REQ/AKA-Challenge message) to UE 205.
  • EAP-AKA' authentication message is embedded within the IKEv2 signaling (here an IKE authentication response message).
  • the RAND and AUTN parameters received at 1128 are included in this message.
  • the EAP-AKA' authentication message includes a message authentication code attribute ("AT_MAC") calculated based on the K_aut key received at 1128. If there is need to send encrypted parameters to the UE 205 (e.g., inside a AT_ENCR_DATA attribute), these parameters are encrypted based on the K_encr key received at 1128.
  • AT_MAC message authentication code attribute
  • the N3IWF 225 sends an EAP-AKA' notification message (here a EAP-REQ/AKA-Notification message embedded within a IKEv2 authentication response) to the UE 205 which includes the parameters (IEs) that were included in the Attach Accept message (e.g., a new temporary identity). Note that a legacy UE 205 will ignore the other parameters (IEs).
  • EAP-AKA' notification message here a EAP-REQ/AKA-Notification message embedded within a IKEv2 authentication response
  • the UE 205 which includes the parameters (IEs) that were included in the Attach Accept message (e.g., a new temporary identity). Note that a legacy UE 205 will ignore the other parameters (IEs).

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Claims (17)

  1. Entité d'interfonctionnement (135) comprenant :
    une première interface réseau configurée pour communiquer avec une unité distante (105) sur un réseau d'accès ne relevant pas du projet de partenariat de troisième génération (non 3GPP), dans laquelle le réseau d'accès non 3GPP est un réseau d'accès WLAN ;
    une seconde interface réseau configurée pour communiquer avec un réseau central mobile (130), dans laquelle le réseau central mobile est un réseau central mobile 3GPP de cinquième génération ;
    un processeur configuré pour :
    recevoir une première demande d'authentification concernant l'unité distante (105), sur le réseau d'accès non 3GPP, la première demande d'authentification faisant partie d'une première procédure d'authentification concernant l'unité distante (105) ;
    créer une demande de rattachement concernant le réseau central mobile (130) pour le compte de l'unité distante (105) en réponse à la première demande d'authentification reçue ;
    envoyer la demande de rattachement créée au réseau central mobile (130) afin d'initier le rattachement de l'unité distante (105) au réseau central mobile (130) ;
    recevoir une deuxième demande d'authentification de la part du réseau central mobile (130), dans laquelle la deuxième demande d'authentification fait partie d'une seconde procédure d'authentification différente de la première procédure d'authentification ;
    transformer la deuxième demande d'authentification en une troisième demande d'authentification de la première procédure d'authentification ; et
    utiliser une réponse d'authentification de la première procédure d'authentification pour achever le rattachement de l'unité distante (105) au réseau central mobile (130).
  2. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 1, dans laquelle la première demande d'authentification comprend une identité d'abonné de l'unité distante (105) et des informations de sélection de tranche, dans laquelle le processeur est configuré pour envoyer la demande de rattachement à une tranche de réseau particulière dans le réseau central mobile sur la base des informations de sélection de tranche, le réseau central mobile (130) comprenant au moins deux tranches de réseau.
  3. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 2, dans laquelle un message d'authentification contient une identité enrichie, l'identité enrichie associant l'identité d'abonné et les informations de sélection de tranche en une seule valeur.
  4. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 2, dans laquelle la demande de rattachement créée comporte l'identité d'abonné et indique un rattachement sur le réseau d'accès non 3GPP, et
    dans laquelle, éventuellement, la demande de rattachement créée comporte en outre une identité du réseau d'accès non 3GPP.
  5. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 1, dans laquelle le réseau d'accès non 3GPP est un réseau local sans fil « WLAN » de confiance contenant au moins un point d'accès WLAN et l'entité d'interfonctionnement (135).
  6. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 1, dans laquelle la deuxième demande d'authentification comporte des clés de sécurité transitoires destinées à protéger les messages de la première authentification communiqués entre l'unité distante (105) et l'entité d'interfonctionnement (135).
  7. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 1, dans laquelle l'envoi d'une demande de rattachement au réseau central mobile (130) pour le compte de l'unité distante (105) comprend l'envoi de la demande de rattachement à une fonction du plan de commande du réseau central mobile (130).
  8. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 1, dans laquelle le processeur est en outre configuré pour créer une clé de sécurité en réponse à l'achèvement du rattachement de l'unité distante (105) au réseau central mobile (130), et
    dans laquelle le processeur est en outre configuré pour établir une connexion sécurisée avec l'unité distante (105) en réponse à l'achèvement du rattachement de l'unité distante (105) au réseau central mobile (130), dans laquelle la connexion sécurisée est établie à l'aide de la clé de sécurité.
  9. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 8, dans laquelle la connexion sécurisée est une connexion de sécurité de la couche de transport en datagrammes « DTLS » et la clé de sécurité est utilisée en tant que clé prépartagée afin d'établir la connexion DTLS.
  10. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 8, dans laquelle le processeur est en outre configuré pour relayer des messages de strate de nonaccès entre l'unité distante (105) et le réseau central mobile (130) en réponse à l'établissement de la connexion sécurisée.
  11. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 1, dans laquelle la première procédure d'authentification est une procédure « EAP-AKA' » (Improved Extensible Authentication Protocol for 3rd Generation Authentication and Key Agreement).
  12. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 11, dans laquelle le réseau d'accès non 3GPP est un réseau local sans fil non de confiance et dans laquelle la procédure EAP-AKA' est intégrée dans une procédure d'échange de clés Internet de version 2 « IKEv2 ».
  13. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 11, dans laquelle la demande d'authentification de la première procédure d'authentification est un message de mise à l'épreuve EAP-AKA' et la réponse d'authentification de la première procédure d'authentification est une réponse à la mise à l'épreuve EAP-AKA', dans laquelle l'utilisation d'une réponse d'authentification de la première procédure d'authentification pour achever le rattachement de l'unité mobile (105) au réseau central mobile (130) comprend la génération, par le processeur, d'une seconde réponse d'authentification à l'aide de la réponse à la mise à l'épreuve EAP-AKA' et l'envoi de la seconde réponse d'authentification à une fonction du plan de commande du réseau central mobile (130).
  14. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 13, dans laquelle le processeur est en outre configuré pour recevoir un message d'acceptation de rattachement de la part du réseau central mobile (130) en réponse à la seconde réponse d'authentification et aux clés de sécurité destinées à protéger le trafic utilisateur sur le réseau d'accès non 3GPP.
  15. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 13, dans laquelle le processeur est en outre configuré pour envoyer une notification EAP-AKA' à l'unité distante (105), la notification EAP-AKA' comportant une adresse réseau de l'entité d'interfonctionnement (135).
  16. Entité d'interfonctionnement (135) selon la revendication 1, dans laquelle le processeur est en outre configuré pour générer un contexte d'unité distante en réponse à l'achèvement du rattachement de l'unité distante au réseau central mobile (130), le contexte d'unité distante comportant une adresse réseau de l'unité distante (105), une identité d'abonné de l'unité distante (105) et une ou plusieurs identités « EAP-AKA' » (Improved Extensible Authentication Protocol for 3rd Generation Authentication and Key Agreement) de l'unité distante (105).
  17. Procédé comprenant :
    la réception, au niveau d'une entité d'interfonctionnement (135), sur un réseau d'accès ne relevant pas du projet de partenariat de troisième génération (non 3GPP), d'une première demande d'authentification concernant une unité distante (105), la première demande d'authentification faisant partie d'une première procédure d'authentification, dans lequel le réseau d'accès non 3GPP est un réseau d'accès WLAN ;
    la création, par l'entité d'interfonctionnement (135), d'une demande de rattachement concernant un réseau central mobile (130) pour le compte de l'unité distante (105) en réponse à la première demande d'authentification reçue ;
    l'envoi, par l'entité d'interfonctionnement (135), de la demande de rattachement créée au réseau central mobile (130) afin d'initier le rattachement de l'unité distante (105) au réseau central mobile (130), dans lequel le réseau central mobile est un réseau central mobile 3GPP de cinquième génération ;
    la réception, au niveau d'une entité d'interfonctionnement (135), d'une deuxième demande d'authentification de la part du réseau central mobile (130), dans lequel la deuxième demande d'authentification fait partie d'une seconde procédure d'authentification différente de la première procédure d'authentification ;
    la transformation, par l'entité d'interfonctionnement (135), de la deuxième demande d'authentification en une troisième demande d'authentification de la première procédure d'authentification ; et
    l'utilisation, par l'entité d'interfonctionnement (135), d'une réponse d'authentification de la première procédure d'authentification afin d'achever le rattachement de l'unité distante au réseau central mobile (130).
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